Jak solární instalátor omezí poruchy stejnosměrného obvodu o 62 % pomocí DC MCB

Solární EPC a O&M dodavatel provozující 60 MW komerčních střešních a malých pozemních polí v Arizoně a Nevadě nahradil pojistkovou ochranu DC stringů miniaturními jističi Soutya DC v 210 skříních slučovače. Prostoje související s poruchami klesly o 62 % a modernizace se vyplatila za méně než sedm měsíců.

Pozadí zákazníka: Kdo se ujal upgradu ochrany DC?

Klientem je solární inženýrská, nákupní a stavební firma s vlastní divizí provozu a údržby. Počet zaměstnanců je 120. Flotila pokrývá 60 MW napříč 340 komerčními střešními systémy a šesti pozemními poli v Arizoně, Nevadě a jižním Utahu. Mezi vlastníky aktiv patří obchodní řetězce, provozovatelé chladírenských skladů a dva komunální podniky.

Velikost vozového parku vzrostla za 18 měsíců o 40 %, zatímco počet zaměstnanců O&M zůstal stejný. Servisní smlouvy obsahují 48hodinové okno odezvy na chyby ovlivňující výrobu, přičemž za zmeškaná okna jsou spojeny sankce.

Jaké problémy způsobila stávající ochrana DC?

Každá slučovací skříň chránila 12 až 16 řetězců s 15 A a 20 A DC pojistkami. Toto uspořádání způsobilo tři opakující se problémy.

• Diagnostika trvala déle než oprava.Spálená pojistka nic neříká, který řetězec to způsobil. Posádky izolovaly celý slučovač a poté testovaly struny jeden po druhém pomocí klešťového měřiče. Střední doba k izolaci vadného řetězce byla 74 minut a na každý hovor byli potřeba dva technici.
• Náhradníky se množily.Dvanáct pojistkových SKU jezdilo na nákladních automobilech, aby pokryly jmenovité napětí, jmenovité proudy a typy držáků, s roční útratou 26 400 USD.
• Prostoje se nahromadily.Řetězcové výpadky odstranily 1 480 MWh výroby v celém vozovém parku za rok, v hodnotě zhruba 77 000 USD za smluvní sazby, a zajistily 620 neplánovaných nájezdů nákladních vozidel za 310 USD.

Kroupy v oblasti metra Phoenix během jednoho jara způsobily 90 poruch pojistek za týden. Posádky pracovaly přes víkend a dva vlastníci aktiv připsali servisní kredity proti oknu odpovědi.

Proč si vybrat miniaturní jističe stejnosměrného proudu Soutya?

Inženýrský tým porovnal čtyři cesty. Sledování na úrovni řetězce se stávajícími pojistkami přineslo kapitálové náklady nad 900 USD na slučovač. Indikace držáků pojistek vyřešila diagnostiku, ale zachovala inventář pojistek a prostoje. Lisované stejnosměrné jističe přesáhly hloubku stávajících skříní, což znamenalo nové krabice a nové betonové podložky na místech pro montáž do země.

Miniaturní jistič Soutya DC odpovídal krytu a pracovnímu postupu ve čtyřech bodech:

• Resetovatelný provoz s viditelným indikátorem vypnutí, takže technik na první pohled identifikuje vadnou strunu.
• Dvoupólová lišta DIN, která zapadne do stávající 35 mm lišty beze změny krytu.
• Oblouková komora specifická pro DC s dělicími deskami. Stejnosměrný proud nemá žádnou přirozenou proudovou nulu, takže zhášení oblouku závisí na geometrii komory a rychlosti vypínání než na přechodu nulou.
• Rozsah 6 A až 63 A ampér, který pokrýval celou flotilu třemi SKU namísto dvanácti.

Jmenovité hodnoty byly zkontrolovány podle IEC 60947-2 a seznamu slučovače, včetně jmenovitého stejnosměrného napětí, vypínací schopnosti a označení polarity.

Jak bylo implementováno zavedení DC MCB?

Projekt probíhal 14 týdnů ve dvou státech.

1. Audit vozového parku (1.–3. týden).Posádky zaznamenávaly počty řetězců, napětí naprázdno, provozní proud, rozměry krytu a vnitřní teplotu okolí u každého slučovače.
2. Specifikace a ověření na zkušební stolici (4.–6. týden).Dvacet jednotek bylo testováno na 1,2 MW poli s tepelným zobrazováním během špičkového ozáření plus ověřením vypnutí na stejnosměrných mezích střídače.
3. Pilotujte na třech stanovištích (7.–9. týden).Polní posádky načasovaly proceduru resetování a zaznamenávaly každou událost výletu.
4. Zavedení dvouvlnné flotily (10.–13. týden).Práce probíhaly v rámci plánovaných intervalů údržby, takže při modernizaci nedošlo ke ztrátě žádné generace.
5. Dokumentace a náhradní díly (14. týden).Byly aktualizovány jednořádkové diagramy, specifikace točivého momentu a označení a každý nákladní vůz obdržel standardizovanou sadu náhradních dílů.

Těžký okamžik.Dva slučovače v pilotním provozu vypadly mezi 13:00 a 15:00 za jasných dnů. Proud řetězce naměřený 8,6 A proti 10 A jističi uvnitř krytu s vnitřní teplotou 68 °C. Tepelné snížení výkonu uvnitř skříně posunulo efektivní kapacitu pod výstup struny. Opravou bylo převedení těchto pozic na jističe 16 A a přidání 20 mm ventilační mezery uvnitř dveří skříně, po čemž místa běžela osm týdnů bez obtěžujícího výletu.

Co přinesl přechod na DC MCB v číslech?

• Neplánované dodávky nákladních vozidel: 620 až 260 ročně, snížení o 58 %, úspora 111 600 USD na práci a nákladech na vozidla.
• Ztráta výroby v důsledku výpadků řetězců: 1 480 MWh na 562 MWh ročně, pokles o 62 %, čímž se obnoví zhruba 47 800 USD na smluvních výnosech.
• Střední doba k izolaci vadného řetězce: 74 minut až 22 minut, pokles o 70 %.
• Roční výdaje na součást ochrany: 26 400 až 17 400 USD, pokles o 34 %.
• Celkové zjištěné úspory: 187 000 USD ročně oproti nákladům na modernizaci téměř 96 000 USD, návratnost do sedmi měsíců.

Změnil se i bezpečnostní profil posádky. Výměna pojistek pod zátěží zmizela ze standardního postupu a pracovní instrukce DC pro poruchu stringu je nyní blokování, vizuální kontrola a reset.

Co říká klient projektu?

"Závada struny znamenala dva techniky, sadu pojistek a většinu odpoledne," řekl ředitel O&M. "Teď jeden technik otevře kryt, přečte vypnutý jistič, opraví řetězec a resetuje ho. Odpolední hovory klesly během prvního měsíce o polovinu."

Vedoucí inženýr dodal: "Audit byl tou částí, na které záleželo. Dimenzování jističů podle okolního prostředí místo jmenovitého proudu struny je to, co zabránilo nepříjemným výpadkům."

Co se mohou ostatní EPC a vlastníci aktiv z tohoto projektu naučit?

• Velikost pro krabici, ne pro katalogový list.Vnitřní okolní teplota na střešním krytu může být o 25 °C vyšší než venkovní vzduch a snížit výkon jističe výrazně pod jmenovitou hodnotu na typovém štítku.
• Pilotujte na nejžhavějším místě s nejvyšším ozářením.Jediná zkouška za chladného počasí skryje tepelné chování, které v červenci způsobuje nepříjemné výlety.
• Dobu diagnostiky považujte za hlavní úsporu.Náhradní díly přinesly třetinu úspor; rychlejší lokalizace závady dodala zbytek.
• Odraz.Tým by zahájil audit před sezónou krupobití a vyjednal s dodavatelem skříně předem sestavenou sadu pro dodatečné vybavení, což je změna v hodnotě 12 USD za skříň za instalační práci.

Reference

• IEC 60947-2:2019, Nízkonapěťové spínací a řídicí přístroje – Část 2: Vypínače.webstore.iec.ch/publication/62482
• UL 1699B:2018, Fotovoltaická (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL1699B
• Simulační studie procesu obloukového pohybu stejnosměrných miniaturních jističů.doi.org/10.1063/5.0174184

Odeslat dotaz

Specifikace a jmenovité proudy pro miniaturní jistič Soutya DC jsou k dispozici naDC miniaturní jističstránka produktu.